—昔柒

海里的地理知识数不胜数，绝非一篇文章所能涵盖。本文所指的“海里”，是个国际度量单位。中学生最早接触这个单位，是在新课标高中地理选修二《海洋地理》中介绍的《联合国海洋法公约》，该公约规定的领海、毗邻区和专属经济区范围，均以“海里”作单位。“海里”是怎么来的?为什么有公里、米等长度单位，还会出现“海里”?其实，“海里”蕴含着丰富的地理知识，需要我们去认知。

一、“海里”的来历

近代以前的海上航行，由于在一望无际的大海上没有参照物，对距离、速度、位置的测量是比较困难的。在经纬度被应用于航海之前，航行一般是靠星图、罗盘定位。16世纪，航海仪器被发明出来，经纬度开始被加入到海图中，1617年，荷兰科学家斯内尔（Snell）以24024英里（38662.9公里）评估了地球的周长，之后的科学家们不断地改进这一测量结果，使得海上导航的参照系越来越精确。

之所以将经纬度作为测量海距的依据，主要得益于数学和天文学的发展，人们发现用经纬度测量海距十分方便。在地球上任何海域，只要有一只指南针、一只精确的钟表、一根竹竿和一把卷尺（或者量角器），就可简易地测出当地的经纬度。为了计算方便，我们取春分日当天，行驶在北大西洋的船只为例。水手配戴的手表显示的是伦敦时间（本初子午线标准时），在太阳处在正南时，假设此时手表显示为15时，就说明船只所处经度比本初子午线偏西正好三个时区（每个时区的中心经线度数相差15°），即西经45°。

图1：地球经纬度简易测量方法

与此同时，水手在甲板上垂直地插上竹竿并固定住，再测量此时竹竿影子的长度，假设杆长与影长之比为1（tanα=1，则α=45°) ，便可知该地是北纬45°（如图1所示，角θ即为纬度）。

于是这位水手便知道：此时船只正行驶在北大西洋中心偏西位置。与已知的陆地某点经纬度相对照，该水手会进一步知道：保持西偏北航向行驶，即将靠近纽芬兰岛东岸。人们根据一年中太阳直射点变化规律，利用更科学的工具，参照这种方法，在任意时点均可推算出当地的经纬度。

当时的人们认为地球是正球形的，那么地球的每条经线长度都相等，且等于赤道长度的一半。为了测算方便，人们将一条经线跨1分（1度等于60分，圆周为360度）纬度的距离计为1海里，“1海里”实际上是将地球每条经线平均切分为10800份（180×60）后每1份的长度，计作1 n mile。

二、“海里”的长度

最早运用“海里”测量海距的船只，大多是航行于大西洋和地中海的欧洲船只，他们将地球子午线上纬度1分所对应的弧长，定义为海洋里的“1海里”。而事实上，航海家们很早就知道地球的子午圈并非是规则的圆形。2000多年前，古希腊天文学家托勒密根据前人测量结果，绘制了一份标有8000多个经纬度的地中海地图，用于船只定位和确定航程。经过航海家的反复验证，发现许多航线的距离存在偏差，从而发现了地球的单位经纬线长度并非完全相等，也就是说：地球的不同海域，“1海里”的长度是不一样的。

但海上航行毕竟对距离的精确度要求不高，而且船员可以通过不间断测量修正测量结果，更重要的是，用“海里”计量海距，通常情况下非常便捷实用，于是，人们搁置了“1海里”的精确长度问题。

现如今我们知道，地球子午圈是一个椭圆弧，它在不同纬度的曲率是不同的，因此，纬度1分所对应的经线弧长也是不相等的。曲率越大，纬度1分所对应的经线弧长越短，反之越长。也就是说，赤道附近纬度1分所对应的经线弧长最短，两极附近最长。具体的说，赤道附近1海里长度为1843米，两极1海里长度为1862米。我们知道，地球的平均半径为6371300米，周长为：6371300米×2×3.14159=40032058米，那么1海里的平均长度应为40032058÷360÷60≈1853.3米。

现代航海的导航设备虽已十分发达，但由于“海里”已成为习惯性度量所用单位，因此被保留了下来。我国确定1海里的长度为1852米，这也是世界上大多数国家采用的标准。美国标准为1851.01米,英国标准为1854.55米，俄罗斯标准为1855.78米，不同的标准在比照时需要进行换算。

三、“海里”的发展

“海里”随航海而诞生，又是随着航海的发展而发展。最早期的航海者，凭借着对星相、岛屿、水流、鸟类、海草、风势等自然事物的辨认而测量方位，这种方法只能适用于靠近陆地的航行。后来，航海家使用简单的仪器来测量天体角度，依靠天体定位，但在确定经度方面较为困难。

即便在指南针和钟表出现后，人们使用地球经纬网作为定位参照，但也受制于测量精度和地球真实形状的影响，海上航行精准定位仍然比较困难。随着导航定位电子化和电子海图信息系统的出现，“海里”越来越走向精准化，特别是全球定位系统（GPS）在全球范围内全天候地为海上用户提供三维定位，加上中国北斗导航系统等别的系统相继加入，全球定位已经带动航海业发生了划时代的变革（如图2所示）。

图2：全球四大卫星定位系统

经过精确测量并划定大地平均水准面后（减少地形影响），人们发现，从远距离看上去，地球形状像一只梨子：它的赤道部分鼓起，是它的“梨身”；北极有点放尖，像个“梨蒂”；南极有点凹进去，像个“梨脐”，整个地球像个梨形的旋转体。从地心到北极或南极的距离大约6356.9公里（两极的差极小，可以忽略）；从地心到赤道的距离大约6377.8公里；地球平均半径大约6371.4公里，这个数字是地心到地球表面所有各点距离的平均值。据此可计算出地球赤道周长大约为40075公里，比用地球平均半径计算出来的结果，大约增加45公里。如果仍然按传统方法规定“海里”的长度，必将引起混乱。

1929年在摩纳哥举行的国际水文地理学会议（International Extraordinary Hydrographic Conference），将1海里定为1.852公里，以便于统一计算。各国领海的宽度是12海里，即22.224公里，按照《联合国海洋公约》的规定,我国管辖的海域面积约300万平方公里。

四、与“海里”相关的“节”和“链”

节（knot）是船员为测船速而使用的速度单位。船只每走1海里，船员就在放下的绳子上打一个节，逐步衍化为用“节”做船速的单位。1节=1海里/小时=0.514m/s，即船速为1节的船只每小时行驶1.852公里。相应地，海水流速、海上风速、鱼雷等水中兵器等，其速度计量单位国际上也通用“节”。现代海船的测速仪已非常先进，有的随时可以数字显示，“抛绳计节”早已成为历史，但“节”作为海船航速单位一直被沿用。我国首艘航母辽宁舰最快航速是29节，即每小时可航行53.7公里。

“链”是航海计量短距离的单位，1链等于1/10海里，代号是英文“Cable”的词头，用“Cab”作为单位符号。